基于PLC的煤矿架空乘人装置控制系统研究
薄炜杰
【摘 要】针对基于PLC开发的一套架空乘人装置控制系统，详细介绍硬件及软件的组成结构、功能、原理，并在煤矿井下进行实验应用。研究证明：此系统大大缩短了煤矿工作人员在路途上所消耗的时间，节约了工作人员的体能，实现了煤矿架空乘人装置的自动化控制。 【期刊名称】机械管理开发 【年(卷),期】2018(033)006 【总页数】3
【关键词】煤矿 PLC 架空乘人装置
引言
随着科学技术的不断发展，自动化技术日趋成熟，利用可编程控制器（PLC）为核心，开发出一套架空乘人装置自动化控制系统。该系统的核心硬件为欧姆龙公司生产的CQM1H型可编程控制器采用Ver2012043CP1H软件进行编程，优化保护系统，最终可以实现自动化控制架空乘人装置。
1 硬件组成
1.1 系统整体结构
架空乘人装置自动化控制系统主要包括PLC控制柜[1]、操作箱和分站箱组成。分站箱一共3个。其中，PLC控制柜和操作箱在机头部位，控制柜可以发出相关的控制信号和执行信号，在操作箱上安装触摸屏，可以实时的显示架空乘人装置的运转情况，操作箱还设有启动、复位、急停等功能的按钮。分站箱1和分站箱2按顺序布置在巷道，分站箱3放在架空乘人装置机尾处。使用
PROFIBUS Decentralized Periphery通信方式将机头主站和分站连接[2]。机尾处的接入启停、拉线、拖绳、越位和重锤保护等功能[3]。利用光电交换机将分站箱与地面计算机相连，最后实现远程控制。架空乘人装置自动化控制系统结构如图1所示。 1.2 PLC设计 CQM1H
可编程控制器的硬件组成包括
1
个
BT 2103-
5PROFIBUSDecentralized Periphery通信模块、1个CPU2428GT/GT/GT模块、1个SM2125模拟信号输入模块、1个SM2177数字信号输入/输出模块、3分站箱的型号为AM600B，各分站还包括1个TF232-2COMPACT64模 块 、1个 4IM×24VOC/0.8MT和1个BM-D252AD终端模块组成[4]。
CQM1H CPU具有28点输入/20点输出，所分配的物理地址 QBI、IBI、IBO、QBO。其中输入点负责的信号包括：操作箱控制信号、机头越位、驱动速度、脱绳轮速度等，输出点负责的信号包括：制动闸控制、电动机控制、驱动轮控制等。SM2125（AI6×32bit）模块端点负责接收驱动油压信号、补油压信号、油温信号等。SM2125（DN32×24V）模块负责连接工作人员上下信号和架空乘人装置甩道信号[5]。分站AM600B的端点（DN32×24V）负责接收拉线和机尾的信号。
2 系统软件及功能
2.1 软件流程
选择Ver2012043CP1H进行硬件的编程[6]。程序编写完成后，组态出和主站、分站相匹配的硬件，然后进行PROFIBUS Decentralized Periphery通信连接。采用模块化思维进行程序设计，主要包括：主程序、启动模块、初始模块、速
度控制模块、数据传输模块、停止模块，流程如下页图2所示。 2.2 主要功能及原理
设计架空乘人装置控制系统的目的是为了实现人员安全运输及设备保护。 通过在设备的相关部位安装传感器，对设备运行过程中的主要参数进行监测，并设定正常工作时的参数范围。如果传感器监测的数据不在正常范围内，就会发出相应警报，提醒工作人员处理。设备保护的主要监测参数包括：油压压力、电机温度，人员保护的主要监测参数包括设备运转速度、钢丝绳工作状态、有无拖绳风险等。
1）油压压力、电机温度监测。电动机是整个装置的核心部位，通过对电动机内油的压力及电动机温度进行监测，判断电机的工作状态。为了确保制动闸和钳形闸可以正常工作，还需要对液压站的油压进行监测，监测主要包括补油油压、驱动油压和泵控油压。此项监测可以杜绝因为机械原因造成的钳形闸和制动闸无法工作。
2）速度保护、拖绳保护。架空乘人装置在运转过程中的基本要求就是速度稳定，测量速度的传感器型号为SCA1000-D01，通过分析单位时间内所测得的脉冲信号数量，判断其速度情况。传感器的安装位置在机头附近，同时在拖绳靠近内轮处安设磁钢，当架空乘人装置开始工作之后，磁钢有利于保证装置速度稳定。如果传感器监测到的脉冲信号数量出现异常，变会发出报警信号，自动停止设备运行。
因为钢丝绳拉紧之后，会产生横向作用力，在机头、机尾及边坡点，容易出现脱绳的现象，在边坡点安装SCA1000-D01传感器。当设备正常运行时，会产生正常的脉冲信号，如果边坡点处钢丝绳发生脱落，所在位置的轮子就会停止
基于PLC的煤矿架空乘人装置控制系统研究
